(57)【要約】【課題】  片相（片エッジ）基準におけるエンコーダ信号について、安定している相（出力劣化のない相）を基準信号として選択する。【解決手段】  被駆動体の駆動速度に応じたパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するエンコーダを用いて記録を行う記録装置において、目標とする駆動速度に対する信号の周期を計数する計数手段と、計数結果を目標値と比較する比較手段と、比較結果から最も目標値に近い前記周波数信号のいずれか一つを選択する。【選択図】  図８
2006218742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体の駆動速度に応じたパルス信号を発生する信号発生手段を有するエンコーダを用いて記録を行う記録装置であって、
前記パルス信号の周期をカウントする計数手段と、
前記計数結果を前記目標値と比較する比較手段と、
前記比較結果から最も目標値に近い前記周期のパルス信号を選択する選択手段と、
前記選択したパルス信号を基準に記録を制御する制御手段とを備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記エンコーダが、記録媒体に対して記録ヘッドを走査させつつ、前記記録媒体に対し画像を記録することを特徴とする前記１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記周波数信号の選択決定手段は、予め記録ヘッドを用いた記録動作を行う以前に記録ヘッドを走査させる際、決定することを特徴とする請求項１および２に記載の記録装置。
【請求項４】
被駆動体の駆動速度に応じたパルス信号を発生する信号発生手段を有するエンコーダ装置の信号を処理するエンコーダ信号処理装置であって、
前記パルス信号の周期をカウントする計数手段と、
前記計数結果を前記目標値と比較する比較手段と、
前記比較結果から最も目標値に近い前記周期のパルス信号を選択する選択手段と、
前記選択手段選択した信号を出力する出力手段とを有することを特徴とするエンコーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被駆動体の駆動速度に応じた複数の周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するエンコーダの処理装置もしくは処理回路に関するものであり、エンコーダ信号処理装置を備えた記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置に代表されるシリアル型の記録装置は記録媒体の搬送方向と直行する方向に記録ヘッドを走査させながら印字を行い、１行印字を終えた段階で記録ヘッドの幅分だけ記録媒体を搬送し、その繰り返しで記録が実行される。
【０００３】
そのインクジェット記録装置の駆動源としては、記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復駆動するキャリッジモータ、記録媒体を搬送する搬送モータ、記録媒体を給紙するシート供給モータ、記録ヘッドの吐出回復処理を行う回復モータ等が存在する。
【０００４】
従来低コスト化が可能であり、制御が簡単である等の理由により上記駆動源はステッピングモータが多く使用されていたが、静音化等の目的で上記駆動源なかでもキャリッジモータにＤＣモータを使用することが多くなってきた。この場合ＤＣモータの制御情報を得るためにディジタルエンコーダを使用することが一般的である。
【０００５】
図１はディジタルエンコーダの構成を表すモデル図である。
【０００６】
ディジタルエンコーダ１４(以下エンコーダと記す場合もある)は発光部であるＬＥＤ１０１と受光部であるディテクタ１０２とから構成されており、ＬＥＤ１０１から発生した光をエンコーダスケール１３を通してディテクタ１０２が検出して信号を発生する。エンコーダスケール１３上には、光を透過する部分１０３と光を透過しない部分１０４が決められた間隔で配置されている。ディテクタ１０２にはフォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８が決められた間隔で配置されており、各フォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８で検出された光を電気信号Ａ、＊Ａ、Ｂ、＊Ｂに増幅変換し、更にコンパレータ１０９、１１０によって差動出力チャネルＡ、チャネルＢとして出力している。(２相出力の場合、以後チャネルを相とも呼ぶ)
図２はディジタルエンコーダの差動出力信号波形を示す。
【０００７】
電気信号Ａ、＊Ａの交点で反転する信号がチャネルＡの信号となる。ここで速度一定の場合理想的にはチャネルＡの各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙＨＡ／ＴＡは５０％になる。一般的にはチャネルＡと９０度の位相差を持って出力されるチャネルＢも同様である。
【０００８】
上述したような出力結果から対象物の移動方向と対象物の移動速度を検出することが可能である（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−１３８５９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図３にフォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８が感度低下した場合のディジタルエンコーダの差動出力信号波形を示す。
【００１０】
図に示すように感度低下とは電気的には前述したフォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８が検出する光量が低減することで反応速度が遅れたり、感度に差が生じたりし、その結果出力波形はｄｕｔｙＨＡ／ＴＡ、ＨＢ／ＴＢが５０％ではなくなったり、一定速であってもＴＡ、ＴＢが一定の値でなくなった状態となっている。
【００１１】
なお各チャネルの構成要素であるＩＣのばらつき、ディジタルエンコーダ内の電気パターン形成などが影響するため感度低下の度合いは素子によりあるいはチャネルによりばらつきが生じる。一方のチャネルだけが感度低下が激しいこともあり得る。
【００１２】
ところで近年のインクジェット記録装置においては等速で記録ヘッドを移動しつつ、その際のディジタルエンコーダの出力波形を用いて、例えばチャネルＡの波形の立上りタイミングを基準にしてインクの吐出タイミング信号を発生させることにより、一定のタイミングで小液滴での高密度な印字を実施している。このようなタイミングで記録信号を発生させる制御方法を片相(片エッジ)基準制御と呼んでいる。従来はあらかじめ定められている片側のチャネルを基準相として使用している。
【００１３】
しかしながらインクジェット記録装置においてはインクを吐出して記録画像を形成するため、インクミストが装置内を浮遊する。そのため多数の記録枚数の記録を実施すると、エンコーダにインクミストが付着し上述したような感度低下が発生し、本来一定のタイミングで発生するインクの吐出タイミングにばらつきが生じるため、高密度に複数のインクを吐出することが必要な高精細な印字物を使用者に提供できなくなる課題が存在していた。特に基準としている相が劣化している場合は顕著である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するために、被駆動体の駆動速度に応じたパルス信号を発生する信号発生手段を有するエンコーダを用いて記録を行う記録装置であって、前記パルス信号の周期をカウントする計数手段と、前記計数結果を前記目標値と比較する比較手段と、前記比較結果から最も目標値に近い前記周期のパルス信号を選択する選択手段と、前記選択したパルス信号を基準に記録を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
上述したような構成とすることで、劣化の影響が少ないチャネルを基準相として用いることになるのでエンコーダの感度が低下しても、それに伴う出力物への影響を解消もしくは大幅に低減することが可能となる。特に基準としているチャネルのみが劣化が激しい場合においては効果が大きい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、エンコーダの感度劣化が発生しても、その影響を低減し、例えば記録装置において高品位な画像出力を行うことがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例１）
以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００１８】
図４は本発明の実施形態として適応可能なディジタルエンコーダが搭載された記録装置の構成を示す図である。
【００１９】
本実施形態の記録装置は、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッド１を備えたインクジェット記録装置である。この記録ヘッド１はインクジェット記録方式の中でも特にエネルギー発生手段として発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体を用いて、インクを加熱して熱エネルギーによってインク滴を吐出させる方式を用いることにより、記録画像の高密度化および高精細化を達成しているものである。記録ヘッド１はシアン記録ヘッド１Ｃ、マゼンタ記録ヘッド１Ｍ、イエロー記録ヘッド１Ｙおよびブラック記録ヘッド１Ｋの４色の記録ヘッドを有し、各色の記録ヘッド１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋはガイド軸３の長さ方向に沿って配列された状態すなわちキャリッジ２の移動方向に沿った状態でキャリッジ２に搭載されている。図４において記録ヘッド１は図示下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されており、キャリッジ２の軸受け部２ａがガイド軸３に沿って移動しながらインク液滴を吐出して、記録用紙等の記録媒体４上に１走査分の画像を形成していく。なお、キャリッジ２のガイド軸３に沿った往復運動は、キャリッジモータ５の駆動力が伝達されたプーリ６の回転により、タイミングベルト７を介して行われる。
【００２０】
記録ヘッド１による１走査分の記録が終了すると、記録ヘッド１は記録を中断し搬送モータ９が駆動されて、プラテン８上に位置する記録媒体４がキャリッジ２の移動方向に対して直行する方向に所定量だけ搬送される。次いで再びキャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら次の１走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体４の全体が記録される。
【００２１】
記録装置全体の図の右側には記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復系１０が配設されている。回復系１０には記録ヘッド１をキャップするキャップ１１、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ１２、および記録ヘッド１のインク吐出ノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ(不図示)等が設けられている。
【００２２】
また、本実施形態の記録装置はエンコーダスケール１３およびエンコーダ１４を備えており、キャリッジ２の位置および移動速度の検出を行い、ＡＳＩＣ５０１に周波数信号としてチャネルＡ信号とチャネルＢ信号を出力し、キャリッジモータ５の駆動時にフィードバック制御を行うように構成されている。また前述したように記録ヘッド１のインク吐出タイミングもエンコーダ１４の周波数信号を基に制御されている。
【００２３】
図５は図４で示した記録装置の内部制御構成を示す図である。
【００２４】
５００はホストとの間で記録データの授受を行うＩ／ＦブロックでありＦＩＦＯメモリで構成されている。５０１は記録動作等の各種制御を行うＡＳＩＣでＣＰＵとＧＡから構成されている。５０２は記録動作の手順等のプログラムを格納されているＲＯＭである。５０３はデータを一時的に格納するＲＡＭであり、主としてプリントバッファ領域として使用される。５０４はＥＥＰＲＯＭであり、記憶されたデータは装置の電源が切られた状態でも保持されるようになっていて、インクジェット記録装置により実行された累積記録枚数あるいは記録ヘッド１の累積吸引回数、インク残量が更新されながら記憶されている。なお記録時にはキャリッジ２の駆動源であるキャリッジモータ５、記録媒体４の搬送駆動源である搬送モータ９、シート供給装置(ＡＳＦ)５０５の駆動源であるシート供給モータ５０６、回復系１０の駆動源である回復モータ５０７、および記録ヘッド１に設けられている吐出エネルギ発生手段（不図示）がそれぞれのドライバ５０８、５０９、５１０、５１１、５１２により駆動され、記録動作が実行される。なおそれぞれのドライバはそれぞれに対応したセンサ(不図示)からの情報に基づいて駆動が制御されている。また記録ヘッド１が搭載されたキャリッジ２の位置およびエンコーダ１４からの周波数信号に基づいた移動速度およびＯＮ時間ｄｕｔｙはＡＳＩＣ５０１のハード回路で検知可能な構成となっている。
【００２５】
図６は位置検出回路の具体的な一例である。
【００２６】
本検出回路はＤ−ＦＦ６０１とアップ／ダウンカウンタ６０２およびセレクタＤ６０３から構成されている。
【００２７】
Ｄ−ＦＦ６０１はデータおよびクロックにそれぞれエンコーダの各チャネル信号が入力されているため、各チャネル信号の位相関係つまりは記録ヘッド１を搭載したキャリッジ２の進行方向に基づいた「Ｈ」もしくは「Ｌ」の信号が出力されることになる。
【００２８】
Ｄ−ＦＦ６０１の出力信号はアップ／ダウンカウンタ６０２のアップダウン端子に接続されており、基準とするチャネルの出力信号がアップ／ダウンカウンタ６０２の入力信号と接続されている。
【００２９】
つまりはＤ−ＦＦ６０１の出力が「Ｈ」となる場合、アップ／ダウンカウンタ６０２はカウントアップし、反対方向に動いているときはＤ−ＦＦの出力は「Ｌ」となり、アップ／ダウンカウンタ６０２はカウントダウンされていく。
【００３０】
またアップ／ダウンカウンタ６０２はキャリッジ２が基準位置(=ＨＰ)にいる時に「０」となるようにクリア信号が入力される。
【００３１】
セレクタＤ６０３はエンコーダの各チャネルの出力信号Ａ、Ｂをそれぞれ印字基準信号および印字非基準信号に自在に割り当て可能であり、その割り当てはＡＳＩＣ５０１にレジスタ設定可能に構成されているチャネル切替信号により決定される。
【００３２】
上記のような構成なので移動方向信号により移動方向がおよびアップ／ダウンカウンタ６０２のカウンタ値(＝位置信号)により現時点でのキャリッジ２の絶対位置をＡＳＩＣ５０１が認識可能となっている。
【００３３】
図７は移動速度およびｄｕｔｙ検出回路の具体的一例である。
【００３４】
チャネル信号は初段のＤ−ＦＦ７０１に入力されることにより、記録装置内部のクロックと同期した信号となる。
【００３５】
なおここで記録装置内部のクロックはエンコーダの各チャネル信号に比べて十分速い信号つまり周期が短い信号である。
【００３６】
Ｄ−ＦＦ７０１の出力ＱはＡＮＤ素子７０２の片側に入力され、もう一方に入力されるクロックとの論理積が取られる。ＡＮＤ素子７０２の出力信号をカウンタ回路７０３に入力信号とし、記録装置内部のクロックでカウントしていく。
【００３７】
このような回路構成であるため、チャネル信号が「Ｈ」である間、カウンタ回路７０３はクロック数をカウントアップしていく。
【００３８】
またＤ−ＦＦ７０１の出力ＱＮはＤ−ＦＦ７０４のＣＬＫ端子と接続されており、Ｄ−ＦＦ７０４の出力信号とクロック信号はＡＮＤ素子７０５にそれぞれ入力されている。
【００３９】
したがってチャネル信号が「Ｈ」→「Ｌ」に変化するとＤ−ＦＦ７０４、ＡＮＤ素子７０５によりＤ−ＦＦ７０６にクロック信号が入力されることになる。そのタイミングでカウンタ回路７０３のカウンタ値はＤ−ＦＦ７０６にラッチされる。
【００４０】
そしてＤ−ＦＦ７０４の出力ＱＮとクロック信号が入力されているＡＮＤ素子７０７の出力により次にクロックが「Ｌ」となったタイミングでカウンタ回路７０３はクリアされる。
【００４１】
Ｄ−ＦＦ７０６にラッチされた値は次にチャネル信号が「Ｈ」→「Ｌ」に変化するまで保持されていることになる。Ｄ−ＦＦ６０６でラッチされた値をＡＳＩＣ５０１が認識することによりチャネル信号の「Ｈ」の時間を算出することが可能となる。
【００４２】
図示しないが同様な回路で同じチャネル信号の「Ｌ」信号を算出することができる。
【００４３】
またもう一方のチャネルに関しても同様な回路構成となっており「Ｈ」の時間、「Ｌ」の時間を算出することができる。
【００４４】
このような構成の論理回路がＡＳＩＣ５０１内に盛り込まれており、容易に各チャネル信号の周期つまりは移動速度およびｄｕｔｙ検出が可能となっている。
【００４５】
図８は本発明の実施例の動作の流れを示すフローチャートを示す。
【００４６】
ステップＳ８０１で印字開始指令が与えられ、I／Ｆブロック５００で記録データが受信されるかつステップＳ８０２でＥＥＰＲＯＭ５０４に書き込まれている累積記録枚数あるいは累積吸引回数が所定値以上である場合、インクミスト等によりエンコーダ１４の感度が劣化したものと判断して、ステップＳ８０３から基準出力再選定モードに移行する。基準出力再選定モードに入ると、次にステップＳ８０４でステップＳ８０１で使用者が選択した印字モードと同一速度でキャリッジ２をスキャンすることでエンコーダ１４からの周波数信号をＡＳＩＣ５０１に取り込み、ステップＳ８０５でＡＳＩＣ５０１に取り込んだ各チャネルの周波数信号の周期(＝速度)を算出する。
【００４７】
ステップＳ８０６でステップＳ８０４で算出した値とステップＳ８０５で検出した周期を比較する。周期がより基準信号に近いチャネルをステップＳ８０７でチャネルを新たな基準相とする。つまりは図６のセレクタ６０３の印字基準チャネルとして上記該当相が選択されるようにチャネル切替信号を出力する設定とする。そしてステップＳ８０８で基準出力再選定モードは終了する。
【００４８】
然る後上記手順で決定した印字基準チャネルを用いて、位置／速度制御を実施し印字動作を実行する。
【００４９】
なおステップＳ８０２で所定の条件を満たしていなければ基準出力再選定モードには移行しない。ここでステップＳ８０２で累積記録枚数あるいは累積吸引回数を判断条件とするのは、感度劣化の要因がインクミストであるか否かを判断するためのものでるが、ステップＳ８０２が省かれていても問題ない。またさらにステップＳ８０４でエンコーダの周波数信号の周期を計数する際には、複数回数実施することで突発的なノイズ要因を取り除くことが望ましい。
【００５０】
なお本実施例ではステップＳ８０１の印字開始命令毎にエンコーダ出力再選定モードを実施する構成としたが、例えば装置の電源ＯＮ毎に実施してもよい。装置の電源ＯＮ毎に実施する場合は、上記実施例でステップＳ８０４で使用者が選択した印字モードと同一速度でスキャンすることはできないので、例えば高精細な記録物が要求される最高品位モードで実施すれば最も大きな効果を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施例では記録装置を例にとったが、記録装置に限定することなく、画像読み取り装置など他の電子機器などにおいて、エンコーダを用いて制御する機器に適用しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ディジタルエンコーダの構成を表すモデル図である。
【図２】ディジタルエンコーダの差動出力信号波形である。
【図３】フォトダイオードの感度に差がある場合のディジタルエンコーダの差動出力信号波形である。
【図４】本発明の実施形態として適応可能なディジタルエンコーダが搭載された記録装置の構成を示す図である。
【図５】図４で示した記録装置の内部制御構成を示す図である。
【図６】位置検出回路の具体的な一例を示す図である。
【図７】移動速度およびｄｕｔｙ検出回路の具体的一例である。
【図８】本発明の実施例の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  記録ヘッド
１Ｃ  シアン記録ヘッド
１Ｍ  マゼンタ記録ヘッド
１Ｙ  イエロー記録ヘッド
１Ｋ  ブラック記録ヘッド
２  キャリッジ
２ａ  軸受け
３  ガイド軸
４  記録媒体
５  キャリッジモータ
６  プーリ
７  タイミングベルト
８  プラテン
９  搬送モータ
１３  エンコーダスケール
１４  エンコーダ
１０１  ＬＥＤ
１０２  ディテクタ
１０５〜１０８  フォトダイオード
１０９〜１１０  コンパレータ
５００  Ｉ／Ｆブロック
５０１  ＡＳＩＣ
５０２  ＲＯＭ
５０３  ＲＡＭ
５０４  ＥＥＰＲＯＭ
６０１  Ｄ−ＦＦ
６０２  アップ／ダウンカウンタ
６０３  セレクタ
７０１  Ｄ−ＦＦ
７０２  ＡＮＤ素子
７０３  アップカウンタ
７０４  Ｄ−ＦＦ
７０５  ＡＮＤ素子
７０６  Ｄ−ＦＦ
７０７  ＡＮＤ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006218742.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006218742.tif 000007
【図６】
2006218742.tif 000008
【図７】
2006218742.tif 000009
【図８】
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